🚗 Automotive Mechanic Diesel: Description and Function of Crankshaft 🛠️

Automotive – Related Theory for Exercise 1.8.58 – 62 Mechanic Diesel – Diesel Engine Components (ડીઝલ એન્જિનના ભાગો)

---

🎯 Objectives (હેતુઓ):

આ લેસનના અંતે તમે નીચેની બાબતો શીખી શકશો:

• Crankshaft નું Function (કાર્ય) જણાવવું. ⚙️
• Crankshaft ના Constructional features (બાંધણીની વિશેષતાઓ) સમજાવવી.
• Crankshaft ના Material (કયા ધાતુમાંથી બને છે) વિશે જણાવવું.
• Crankshaft માટે Heat treatment અને Balancing ની જરૂરિયાત જણાવવી.
• Bearing shells ના Constructional features જણાવવા.
• Bearing shells ના મટીરીયલનું લિસ્ટ બનાવવું.

---

⚙️ Function of the Crankshaft (ક્રૅન્કશાફ્ટનું કાર્ય)

Crankshaft એ એન્જિનનો મુખ્ય ભાગ છે જે પિસ્ટનની Reciprocating motion (ઉપર-નીચેની ગતિ) ને Rotary motion (ગોળ ગતિ) માં રૂપાંતરિત કરે છે, અને આ ટોર્ક (torque) ને Flywheel સુધી પહોંચાડે છે. 🔄

---

###🏗️ Construction (બનાવટ) Crankshaft માં નીચેના ભાગોનો સમાવેશ થાય છે:

• Crank pin (1): જે કનેક્ટિંગ રોડ સાથે જોડાય છે.
• Webs અથવા Crank arm (2): જે પિન અને જર્નલને જોડે છે.
• Balancing weights (3): જે main journals (4) ની વિરુદ્ધ બાજુએ બેલેન્સ જાળવવા માટે આપેલા હોય છે.
• Crankshaft માં Drilled oil passages (5) હોય છે, જેના દ્વારા main bearings થી connecting rod bearings સુધી તેલ (oil) વહે છે. 🛢️

Front End: Crankshaft ના આગળના ભાગમાં camshaft ને ચલાવવા માટે Gear અથવા Sprocket (6) હોય છે. આગળના ભાગમાં Vibration damper (7) અને Fan belt pulley (8) ફિટ કરેલા હોય છે. આ પુલી (pulley) ફેન બેલ્ટ દ્વારા water pump, engine fan અને generator/alternator ને ચલાવે છે. Rear End: Crankshaft ના પાછળના ભાગમાં Flywheel (9) ફિટ કરેલું હોય છે. Flywheel ની Inertia ક્રૅન્કશાફ્ટને એકસમાન સ્પીડ (constant speed) પર ફેરવવામાં મદદ કરે છે. પાછળના મેઈન જર્નલની બાજુમાં Oil seal (10) લગાવેલી હોય છે. કેટલાક એન્જિનમાં Oil return threads આપેલા હોય છે જે લુબ્રિકેટિંગ ઓઈલને પાછું સંપ (sump) માં મોકલે છે.

---

🧪 Materials (મટીરીયલ્સ)

Crankshaft એ Centrifugal force અને પિસ્ટન તથા કનેક્ટિંગ રોડના Impact force ને સહન કરવાનો હોય છે. તે વજનમાં હલકો હોવો જોઈએ. તે નીચે મુજબના મટીરીયલમાંથી બને છે:

• Nickel steel 🦾
• Chrome, vanadium steel
• Nickel chrome steel
• Nickel chrome molybdenum steel

---

🔥 Heat treatment of the crankshaft (હીટ ટ્રીટમેન્ટ)

Crankshaft ને Forged અને Heat-treated alloy steel માંથી બનાવવામાં આવે છે. Connecting rods અને main bearings માટે યોગ્ય Journals પૂરા પાડવા માટે તેને મશીનિંગ અને ગ્રાઇન્ડિંગ કરવામાં આવે છે. Journals ને સખત (harden) કરવા માટે નીચેની પદ્ધતિઓ વપરાય છે:

• Nitriding
• Carburising
• Chrome plating

આ પ્રક્રિયાઓમાં જર્નલની સપાટી (case) સખત બને છે, પરંતુ તેની ઊંડાઈ ઓછી હોય છે. કેટલાક ઉત્પાદકો રી-ગ્રાઇન્ડિંગ (regrinding) પછી ફરીથી hardening કરવાની સલાહ આપે છે. Induction hardening: ⚡ Induction hardening થી વધુ ઊંડાઈ સુધી સખ્તાઈ (hardness) મળે છે, તેથી Crankshaft ને વારંવાર હાર્ડન કરવાની જરૂર પડતી નથી.

---

🛢️ Crankshaft Bearings (ક્રૅન્કશાફ્ટ બેરિંગ્સ)

આ બેરિંગ્સ બે અડધા ભાગમાં (Two halves) બનેલા હોય છે. આ બેરિંગ્સ ખૂબ જ ઊંચા ભાર (critical loads) અને હાઈ રોટેશનલ સ્પીડ પર કામ કરે છે. તે અવાજ વગર ચાલે છે અને બદલવામાં સરળ છે. ✅ આ બેરિંગ્સને Thin wall bearings પણ કહેવામાં આવે છે. તે પાતળા સ્ટીલ શેલ (steel shell) ના બનેલા હોય છે જેના પર પાતળું લાઇનિંગ (lining) હોય છે. Lining materials:

• Copper-lead
• Lead-bronze
• Tin-lead
• Soft aluminium alloy

Silver સાથેના Cadmium alloy ઊંચા દબાણને સહન કરી શકે છે. Iridium સાથેના Copper અને lead ઉત્તમ ઘસારો અને કાટ સામે પ્રતિકાર (corrosion resistance) આપે છે. લાઇનિંગની જાડાઈ ઈંચના પાંચ હજારમાં ભાગ (0.005 inch) જેટલી હોય છે. Features:

• દરેક Half shell માં Oil groove (1) અને Oil feed holes (2) હોય છે.
• બેરિંગ શેલમાં એક Locking lip (3) હોય છે જેથી તે કેપ (cap) માં બરાબર ફિટ થઈ શકે.
• કેટલાક કિસ્સાઓમાં Dowel pins (5) પણ આપવામાં આવે છે જે બેરિંગ શેલના હોલ સાથે અલાઈન થાય છે અને શેલને ફરતા અટકાવે છે.

⚙️ Thrust Bearings: એન્જિનમાં તેનું મહત્વ અને કાર્ય ⚙️

આ લેસન ખાસ કરીને એવા વિદ્યાર્થીઓ માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યું છે જેઓ Mechanical અથવા Automobile Engineering નો અભ્યાસ કરી રહ્યા છે. ચાલો સરળ ભાષામાં સમજીએ કે Thrust Bearings શું છે.

📘 Thrust Bearings (થ્રસ્ટ બેરિંગ્સ)

Thrust bearings: આ પ્રકારના bearing (Fig 5 માં દર્શાવ્યા મુજબ) thrust loads ની કાળજી રાખે છે (એટલે કે તેના પર આવતા દબાણને સંભાળે છે). Crankshaft પર રહેલા bearing shells, જેના પર thrust faces (1) આવેલા હોય છે, જ્યારે crankshaft ઓપરેશનમાં (કાર્યરત) હોય ત્યારે તે crankshaft ના end thrust ને ઝીલે છે (સહન કરે છે). આ thrust faces માં lubricating oil ને પકડી રાખવા માટે (hold કરવા માટે) ખાસ oil notches (2) આપેલા હોય છે, જેથી ઘર્ષણ ઓછું થાય. 🛢️ કેટલાક કિસ્સાઓમાં (In some cases), end thrust ને ઝીલવા માટે bearing material માંથી બનેલા અલગ thrust washers નો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. 🛠️

---

✅ મુખ્ય મુદ્દાઓ (Key Takeaways):

• Thrust Loads: એન્જિનના ઓપરેશન દરમિયાન જે આડો ધક્કો લાગે તેને Thrust Load કહેવાય.
• Thrust Faces: બેરિંગ પરની એ સપાટી જે આ લોડને સહન કરે છે.
• Oil Notches: લુબ્રિકેશન જાળવી રાખવા માટેના ખાંચા.
• Thrust Washers: વધારાના સપોર્ટ માટે વપરાતા વોશર્સ.

⚙️ Bearings (બેરિંગ્સ): કાર્ય, પ્રકારો અને ઉપયોગો

નમસ્કાર વિદ્યાર્થીમિત્રો! આજના લેસનમાં આપણે ઓટોમોબાઈલ એન્જિનિયરિંગના ખૂબ જ મહત્વના ભાગ Bearings વિશે વિગતવાર શીખીશું.

🎯 Objectives (હેતુઓ):

આ લેસનના અંતે તમે નીચેની બાબતો સમજવા માટે સક્ષમ હશો:

• Bearings ની જરૂરિયાત (need) સમજાવી શકશો. 🧐
• વાહનોમાં વપરાતા વિવિધ પ્રકારના Bearings નું લિસ્ટ બનાવી શકશો. 📋
• વિવિધ પ્રકારના Bearings ના ઉપયોગો (uses) જણાવી શકશો. 🛠️
• અલગ-અલગ પ્રકારના Bearings ના function (કાર્ય) અને application (ઉપયોગ) વિશે સમજાવી શકશો. 💡

---

🛠️ Bearings એટલે શું? (Introduction to Bearings)

Bearings નો ઉપયોગ rotating components (ફરતા ભાગો) ને સપોર્ટ કરવા માટે અને static (સ્થિર) તેમજ rolling components (ફરતા ભાગો) વચ્ચેનું friction (ઘર્ષણ) ઘટાડવા માટે કરવામાં આવે છે. સરળ ભાષામાં કહીએ તો, બેરિંગ કોઈ પણ ફરતા ભાગને સરળતાથી ફરવામાં મદદ કરે છે અને ઘસારો ઓછો કરે છે. 🔄

---

🚗 Automotives માં વપરાતા Bearings ના પ્રકારો (Types of Bearings)

ઓટોમોબાઈલ ક્ષેત્રમાં નીચે મુજબના વિવિધ પ્રકારના Bearings નો ઉપયોગ થાય છે:

1. Shell bearing (શેલ બેરિંગ)
2. Bush bearing (બુશ બેરિંગ)
3. Ball bearing (બોલ બેરિંગ) 🔵
4. Roller bearing (રોલર બેરિંગ)
5. Needle roller bearing (નીડલ રોલર બેરિંગ) 📍
6. Taper roller bearing (ટેપર રોલર બેરિંગ)

---

🔍 વિગતવાર સમજૂતી (Detailed Explanation)

1. Bush bearing (બુશ બેરિંગ)

Bush bearings ખાસ કરીને copper-lead, tin-aluminium, અને tin-copper જેવી મિશ્ર ધાતુઓમાંથી બનાવવામાં આવે છે. 🏗️

• ઉપયોગ (Application): તેનો ઉપયોગ connecting rod ના small end માં, camshaft માં, અને oil pump drive shaft વગેરેમાં કરવામાં આવે છે.

2. Ball bearing (બોલ બેરિંગ)

Ball bearings (Fig 1 માં દર્શાવ્યા મુજબ) rotating parts (ફરતા ભાગો) વચ્ચેના friction (ઘર્ષણ) ને નહિવત (minimum) કરી દે છે. ✨

• ખાસિયત: આ પ્રકારના બેરિંગ radial load (ઉપરથી આવતો લોડ) તેમજ axial load (ધરીની દિશામાં આવતો લોડ) એમ બંને પ્રકારના લોડ સહન કરી શકે છે.

Fig 1: Ball Bearings (બોલ બેરિંગ્સ) 🏀

Ball bearings માં એક inner race (2), outer race (3) અને નાના સ્ટીલના balls (4) હોય છે. આ bearings નો મુખ્ય ઉપયોગ gearbox માં કરવામાં આવે છે.

Fig 2: Roller bearings (રોલર બેરિંગ્સ) 🎢

Roller bearings (B) માં પણ inner race (5), outer race (6) અને નળાકાર rollers (7) હોય છે. આ bearings ભારે radial load સહન કરી શકે છે પરંતુ axial load લઈ શકતા નથી. તેનો ઉપયોગ final drive, flywheel, અને water pump વગેરેમાં થાય છે.

Fig 3: Needle roller bearings (નીડલ રોલર બેરિંગ્સ) 🪡

Needle roller bearings (C) એ roller bearings જેવા જ હોય છે, પરંતુ અહીં needle roller (8) ની લંબાઈ અને તેના વ્યાસ (diameter) નો ગુણોત્તર સામાન્ય roller bearing કરતા ઘણો વધારે હોય છે.

Fig 4: Taper roller bearings (ટેપર રોલર બેરિંગ્સ) 📐

Taper roller bearings (D) માં સાદા રોલરને બદલે ત્રાંસા એટલે કે taper rollers (9) હોય છે. Automotive ક્ષેત્રમાં, આ bearings સામાન્ય રીતે જોડીમાં (pairs) વપરાય છે અને તે axial અને radial બંને પ્રકારના load લઈ શકે છે. આ bearings નો ઉપયોગ differential assembly અને wheel hubs વગેરેમાં થાય છે.

---

📑 Details of engine bearings (એન્જિન બેરિંગ્સની વિગતો)

Engine bearings (એન્જિન બેરિંગ્સ)

આને “Shell bearings”, “sliding function bearings” અથવા “precision insert bearings” પણ કહેવામાં આવે છે. તેનો મોટાભાગે crankshaft, connecting rods અને camshaft ના મુક્ત પરિભ્રમણ (free rotation) માટે ઉપયોગ થાય છે. તે આ શાફ્ટ્સને અલગ-અલગ ઝડપ અને લોડ હેઠળ સરળતાથી ફરવા માટે ઓછું ઘર્ષણ (low friction) ધરાવતી જગ્યા પૂરી પાડે છે.

Shell bearings (શેલ બેરિંગ્સ) 🐚

આ લેસનમાં, shell bearings વિશે કેટલાક વધુ ઉપયોગી મુદ્દાઓની ચર્ચા કરવામાં આવી છે, જે નીચે મુજબ છે:

• Qualities of engine bearings (એન્જિન બેરિંગ્સના ગુણો)
• Bearing materials (બેરિંગ મટિરિયલ્સ)
• Bearing spread and crush (બેરિંગ સ્પ્રેડ અને ક્રશ)
• Bearing failures and remedies (બેરિંગ ફેલ્યોર અને તેના ઉપાયો)
• Connecting rod and camshaft bearings (કનેક્ટિંગ રોડ અને કેમશાફ્ટ બેરિંગ્સ)
• Load on precision insert bearings (પ્રિસિઝન ઇન્સર્ટ બેરિંગ્સ પરનો લોડ)
• Advantages of using insert bearings (ઇન્સર્ટ બેરિંગ્સ વાપરવાના ફાયદા)

---

✨ Qualities of engine bearings (એન્જિન બેરિંગ્સના ગુણો)

The bearing should have: (બેરિંગમાં નીચેના ગુણો હોવા જોઈએ:)

• Excellent fatigue strength (ઉત્તમ થાક પ્રતિકારક શક્તિ)
• Good conformability (સારી અનુકૂળતા)
• Fine embed ability (ઝીણા રજકણો સમાવી લેવાની ક્ષમતા)
• Superior surface action (શ્રેષ્ઠ સપાટીની પ્રતિક્રિયા)
• High temperature strength (ઊંચા તાપમાને ટકી રહેવાની શક્તિ)
• Adequate corrosion resistance (કાટ સામે પૂરતો પ્રતિકાર)
• Quick thermal conductivity (ઝડપી ઉષ્મા વાહકતા)

Fatigue strength (ફટીગ સ્ટ્રેન્થ) 💪

બેરિંગની ઉચ્ચ લોડિંગ અને ઈમ્પેક્ટ લોડને સહન કરવાની ક્ષમતા, જેથી તે લાંબા સમય સુધી દબાઈ કે તૂટી ન જાય, તેને fatigue strength કહેવામાં આવે છે.

Conformability (કન્ફોર્મેબિલિટી) 🤝

બેરિંગની એવી ક્ષમતા કે જે crankcase distortion (વળાંક) અને crankshaft warpage મુજબ પોતાની જાતને એડજસ્ટ કરી શકે અને હંમેશા journal સાથે સુસંગત રહે, તેને conformability કહેવાય છે.

Embed ability (એમ્બેડ એબિલિટી) 🧲

બેરિંગમાં ધૂળ અને ધાતુના કણોને શોષી લેવાની અને તેને પોતાની કાર્યકારી સપાટીની નીચે રાખવાની ક્ષમતા હોવી જોઈએ જેથી journal ઘસાઈ ન જાય. આ બાબતને embed ability કહેવામાં આવે છે.

Surface action (સરફેસ એક્શન) 🧴

Journals અને bearings વચ્ચે ધાતુ-થી-ધાતુના સંપર્કને સહન કરવા માટે બેરિંગમાં પૂરતા પ્રમાણમાં self-lubricating ગુણધર્મો હોવા જોઈએ. આ ગુણધર્મને surface action કહેવામાં આવે છે.

Temperature strength (ટેમ્પરેચર સ્ટ્રેન્થ) 🔥

ઓપરેશન દરમિયાન બેરિંગ્સ ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરે છે અને જેમ તાપમાન વધે છે તેમ તે નરમ બને છે. ઓપરેટિંગ તાપમાને બેરિંગ ખૂબ નરમ ન થઈ જવું જોઈએ અને તેની લોડ વહન કરવાની શક્તિ ગુમાવવી જોઈએ નહીં.

Thermal conductivity (થર્મલ કંડક્ટિવિટી) 🌡️

બેરિંગે ગરમીને shell અને bore દ્વારા બ્લોક સુધી ઝડપથી પહોંચાડવી જોઈએ જેથી તેનું તાપમાન ઓછું રહે. દરેક એન્જિનની ડિઝાઇન જરૂરિયાતો મુજબ આ ક્ષેત્રોમાં અનુકૂળ રહે તેવા બેરિંગ મટિરિયલ્સ પસંદ કરવામાં આવે છે.

---

🧪 Bearing materials used (વપરાતા બેરિંગ મટિરિયલ્સ)

Different varieties of materials now in use are: (અત્યારે વપરાતા વિવિધ મટિરિયલ્સ:)

• Tin base babbitt
• Lead base babbitt
• Cadmium nickel or silver alloy
• Copper lead alloy (with tin overlay)
• Aluminium alloy
• Silver lead

Tin base babbitt (ટીન બેઝ બેબિટ)

તેની fatigue strength ઓછી છે પણ conformability, embed ability અને corrosive resistance સારું છે. તે સામાન્ય રીતે heat engines માં વપરાય છે.

Lead base babbitt (લેડ બેઝ બેબિટ)

Tin base babbitt કરતા આની fatigue strength વધુ સારી છે. આનો ઉપયોગ પેટ્રોલ એન્જિનમાં લોકપ્રિય રીતે થાય છે.

Cadmium nickel or silver alloy (કેડમિયમ નિકલ અથવા સિલ્વર એલોય)

Fatigue strength વધુ સારી છે પણ conformability અને embed ability માં તેટલા સારા નથી. તેનો ઉપયોગ હાઇ સ્પીડ હાઇ પ્રેશર એન્જિનમાં થાય છે.

Copper lead alloy (કોપર લેડ એલોય)

ઊંચા તાપમાને પણ તેની fatigue strength શ્રેષ્ઠ છે. તેના પર tin coating કરીને સુધારો કરવામાં આવે છે અને તે હાઇ સ્પીડ ડીઝલ એન્જિનમાં વપરાય છે.

Aluminium alloy (એલ્યુમિનિયમ એલોય)

Aluminium alloy તેની fatigue strength, લોડ લેવાની ક્ષમતા અને કાટ પ્રતિકારમાં શ્રેષ્ઠ છેજો seizure થાય, તો ફક્ત બેરિંગને અસર થાય છે અને journals બચી જાય છે. Embed ability ઓછી હોવાને કારણે, journals નું હાર્ડનિંગ (hardening) કરવું જરૂરી છે.

Silver lead bearings (સિલ્વર લેડ બેરિંગ્સ)

આ એલોયમાં લોડ વહન કરવાની ક્ષમતા સૌથી વધુ હોય છે, પણ તે અત્યંત મોંઘા હોય છે.  તેનો ઉપયોગ ફક્ત એરોનોટિકલ હેતુઓ માટે થાય છે જ્યાં લોડ ખૂબ મહત્વનો હોય.

---

📏 Bearing spread and crush (બેરિંગ સ્પ્રેડ અને ક્રશ)

Bearing spread (બેરિંગ સ્પ્રેડ)

બેરિંગનો તેના bore સાથે સંપૂર્ણ સંપર્ક હોવો જોઈએ અને તે માટે spread અને crush આપવામાં આવે છે.  Main bearing અને con-rod ઇન્સર્ટ્સનો બહારનો વ્યાસ housing bore કરતા થોડો વધારે હોય છે. . આ વધારાનો વ્યાસ main bearings માં .005″ થી .020″ અને con-rod bearings માં .020″ જેટલો હોય છે.  આને bearing spread કહેવાય છે અને તે એસેમ્બલી દરમિયાન ઇન્સર્ટ્સને તેની જગ્યાએ પકડી રાખવામાં મદદ કરે છે.

Bearing crush (બેરિંગ ક્રશ)

જ્યારે એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે parting faces bore ના અડધા ભાગથી થોડા બહાર નીકળેલા (proud) રહે છે.  જ્યારે bearing caps ને ટાઈટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે parting faces પર રેડિયલ દબાણ આવે છે અને ઇન્સર્ટ્સને bore માં મજબૂતીથી બેસાડે છે.  Main અને big end bearings માટે આ .004″ થી .008″ જેટલું હોય છે.  આને ચેક કરવા માટે બંને છેડાને ટોર્ક (torque) આપીને પછી એક છેડો ઢીલો કરીને feeler gauge વડે માપવામાં આવે છે.

---

🔩 Camshaft bushings & Connecting rod (કેમશાફ્ટ બુશિંગ્સ અને કનેક્ટિંગ રોડ)

Camshaft bushings (કેમશાફ્ટ બુશિંગ્સ)

ઘણા એન્જિનોમાં કેમશાફ્ટ માટે પ્રિસિઝન બેરિંગ્સ વપરાય છે. તે વિભાજિત (split) હોતા નથી પણ આખા બુશ તરીકે બ્લોકમાં પ્રેસ ફિટ કરવામાં આવે છે.  આ બુશિંગ્સ ફક્ત radial loads માટે છે. એન્ડ થ્રસ્ટ (end thrust) માટે બ્લોક સાથે બોલ્ટ કરેલી ખાસ thrust plate વપરાય છે.

Small end of connecting rod (કનેક્ટિંગ રોડનો સ્મોલ એન્ડ)

કનેક્ટિંગ રોડના નાના છેડા (small end) માં phosphor bronze bush લગાવેલું હોય છે અને તે piston pin દ્વારા પિસ્ટન સાથે જોડાયેલું હોય છે.

---

⚖️ Load on the precision insert bearings (લોડની વિગતો)

•  એન્જિનમાં મેઈન બેરિંગ તરીકે વપરાતા ઇન્સર્ટ બેરિંગ્સ crankshaft પર આવતા radial અને thrust load સહન કરે છે.
•  કનેક્ટિંગ રોડ બેરિંગ્સ સામાન્ય રીતે ફક્ત radial loads માટે બનેલા હોય છે. Thrust load નો સામનો crank cheeks કરે છે.

---

✅ Advantages of using precision insert bearings (ઇન્સર્ટ બેરિંગ્સના ફાયદા)

• Variety of bearing materials may be used. (વિવિધ પ્રકારના મટિરિયલ્સ વાપરી શકાય છે.)
• Desired structure can be obtained. (ઇચ્છિત માળખું મેળવી શકાય છે.)
• Controlled babbitt thickness is possible. (બેબિટની જાડાઈને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.)
• Easier and quicker replacements can be done. (ઝડપી અને સરળ બદલી શક્ય છે.)
• Improved load carrying characteristics is possible. (લોડ વહન કરવાની ક્ષમતામાં સુધારો કરી શકાય છે.)

---

⚙️ Application of bearings, causes of failure and care & maintenance

Objectives: આ લેસનના અંતે તમે શીખી શકશો:

• Bearings ના ઉપયોગો (applications) વિશે.
• Bearing નિષ્ફળ જવાના કારણો (causes for failure) જણાવતા.
• Bearings ની સંભાળ અને જાળવણી (care and maintenance) વિશે.

📘 Introduction (પરિચય)

Rotating shaft ને સપોર્ટ કરવા માટેના ડિવાઇસને bearing કહેવામાં આવે છે. Bearings નો ઉપયોગ તમામ પ્રકારની મશીનરી, એન્જિન અને મિકેનિઝમમાં થાય છે જે rotating, sliding અથવા reciprocating ભાગો (parts), shafts, spindles, axles, rods અને pins ને સપોર્ટ કરવા અને કંટ્રોલ કરવા માટે વપરાય છે. વપરાશ દરમિયાન, rotating અથવા moving parts ના ઘર્ષણ (friction) અને ઘસારો (rubbing) ને લીધે Bearings ની કોન્ટેક્ટ સરફેસ ઘસાઈ શકે છે. Friction ઓછું કરવા માટે Bearings ને lubricate અને adjust કરવામાં આવે છે જેથી પાવર લોસ અને ગરમી (heat) ઓછામાં ઓછી પેદા થાય. 🌡️

🛠️ Application of the bearings (Bearings ના ઉપયોગો)

Bearings ના બાંધકામ (construction) અને તેના પર આવતા load ની દિશા મુજબ Bearings ના વિવિધ પ્રકારો છે. સામાન્ય રીતે તેને ત્રણ કેટેગરીમાં વહેંચવામાં આવે છે:

1. Radial or journal bearing (Fig 5 & 6): Radial bearing ફરતા શાફ્ટને ફિક્સ પોઝિશનમાં સપોર્ટ કરે છે. આમાં Load શાફ્ટની axis ને લંબ (perpendicular) હોય છે.
2. Pivot or foot step bearing (Fig 7): Pivot અથવા foot step bearing શાફ્ટના છેડે vertical shaft ને સપોર્ટ આપે છે.
3. Thrust or collar bearing (Fig 8): Thrust bearing ફરતા શાફ્ટને બાજુના ધક્કા (side thrust) સામે સપોર્ટ કરે છે. શાફ્ટ પર side thrust ને રોકવા માટે collars આપવામાં આવે છે.

---

📉 Bearing failures (Bearing નિષ્ફળ જવાના કારણો)

1. Fatigue failure (થાકને કારણે નિષ્ફળતા): આમાં bearing material ના નાના વિભાગો steel back થી અલગ થઈ જાય છે અને આખા bearing માં ફેલાય છે. Excessive loading, detonation, અપૂરતું લ્યુબ્રિકેશન (inadequate lubrication) અને ઉંચુ તાપમાન (high temperature) આ સમસ્યાના મુખ્ય કારણો છે. 2. Foreign matter on bearing surface (બહારના કચરાને કારણે): એસેમ્બલી પહેલા અયોગ્ય સફાઈ, ગંદા તેલ (dirty oil) અથવા અપૂરતી જાળવણીને કારણે ધૂળ (dust), માટી અને મેટલ પાર્ટિકલ્સ લ્યુબ્રિકેશન સિસ્ટમમાં રહી જાય છે. આ કણો bearing material માં ઘૂસી જાય છે અને shaft ને નુકસાન પહોંચાડે છે (scoring). 🧹 3. Improperly seated bearing (અયોગ્ય ફિટિંગ): જો bearing back અને seating વચ્ચે કચરો હોય, તો bearing પ્રોપર ફિટ થતું નથી. આનાથી full contact મળતો નથી, જેના કારણે oil clearance અને heat distribution માં સમસ્યા થાય છે. Localised wear અથવા bearing material નું ઉખડી જવું (peeling) આનું પરિણામ હોઈ શકે છે. 4. Con.rod mis-alignment: વાંકા (bend) અથવા મરડાયેલા (twisted) connecting rods બેરિંગને અસમાન રીતે ઘસે છે. 5. Shifted bearing caps: આ સમસ્યા અયોગ્ય doweling અથવા ખરાબ dowel holes ને કારણે થઈ શકે છે. 6. P.T.F.E. bearings: Poly tetrafluoro ethylent (PTFE) એ પ્લાસ્ટિક મટીરીયલ છે જેનો ઘર્ષણ ગુણાંક (coefficient of friction) ખૂબ ઓછો છે. તે કાટ લાગે તેવા (corrosive) પ્રવાહી હોય ત્યાં ઉપયોગી છે.

---

🧼 Care and maintenance of bearing (સંભાળ અને જાળવણી)

• પસંદ કરેલ એપ્લિકેશન માટે બેરિંગની સાચી સાઈઝ ઓળખો.
• ઉપયોગ કરતા પહેલા ધૂળ, કાટ અને મેટલ પાર્ટિકલ્સ સાફ કરો. ✨
• યોગ્ય bearing clearance અને પ્રોપર સીટિંગ સેટ કરો.
• લ્યુબ્રિકેશન માટે સ્પષ્ટ કરેલ (specified) લ્યુબ્રિકન્ટનો ઉપયોગ કરો.
• બેરિંગનું આયુષ્ય વધારવા માટે સમયાંતરે લ્યુબ્રિકન્ટ બદલો.
• નુકસાન પામેલા અથવા ઘસાઈ ગયેલા બેરિંગ્સ બદલો. 🔧
• સર્વિસ મેન્યુઅલમાં જણાવ્યા મુજબ ઉચ્ચ ગુણવત્તાના બેરિંગ્સનો ઉપયોગ કરો.

---

📋 Types of bearing damages and causes (કોષ્ટક)

Table: Damages and their Causes (નુકસાન અને તેના કારણો)

🛠️ Crankshaft Balancing અને Engine નો Firing Order: સંપૂર્ણ માર્ગદર્શિકા

નમસ્તે વિદ્યાર્થીમિત્રો! આજના આ lesson માં આપણે Automobile Engineering ના ખૂબ જ મહત્વના ટોપિક Crankshaft balancing અને firing order વિશે વિગતવાર શીખીશું. 🚗⚙️

🎯 Objectives (ઉદ્દેશ્યો):

આ lesson ના અંતે તમે નીચેની બાબતો સમજવા માટે સક્ષમ હશો:

• ✅ Crankshaft balancing ના types (પ્રકારો) જણાવવા.
• ✅ Crankshaft balancing નું importance (મહત્વ) સમજાવવા.
• ✅ Firing order નું function (કાર્ય) જણાવવા.

---

⚖️ Balancing of Crankshaft (ક્રૅન્કશાફ્ટનું બેલેન્સિંગ)

Internal combustion engines માં ઘણા બધા reciprocating parts (આગળ-પાછળ ગતિ કરતા ભાગો) હોય છે. જ્યારે engine ચાલુ (running) હોય છે, ત્યારે આ પાર્ટ્સના કારણે તેમાં vibrations (ધ્રુજારી) ઉત્પન્ન થાય છે. ⚠️ Four-stroke engine માં crankshaft ના દરેક બે revolutions (આટા) પર એક power impulse મળે છે. Engine ના smooth running (સરળ સંચાલન) માટે engine નું balancing કરવું ખૂબ જ જરૂરી (necessarily required) છે.

---

🔍 Crankshaft Balancing ની પ્રક્રિયા અને મહત્વ

Crankshaft ઉપર બે પ્રકારના વાઈબ્રેશન જોવા મળે છે:

1. Torsional vibration (મરોડવાળી ધ્રુજારી)
2. Engine vibration (એન્જિનની ધ્રુજારી)

Engine vibration થવાના મુખ્ય કારણો નીચે મુજબ છે:

• Crankshaft પર વજનનું અસમાન વિતરણ (uneven weight distribution).
• Pistons અને connecting rods ના અસંતુલિત reciprocating forces.

Balancing કેવી રીતે કરવામાં આવે છે? 🛠️ Crankshaft નું Balancing મેળવવા માટે બે પદ્ધતિઓ વપરાય છે:

• Material Removing: Crank web માં drilling કરીને વધારાનું મટીરીયલ દૂર કરવામાં આવે છે.
• Adding Weight: એક special balancing machine માં shaft ના centres ની વચ્ચે જરૂર મુજબ વજન (weight) ઉમેરવામાં આવે છે.

⚖️ Types of Balancing (બેલેન્સિંગના પ્રકારો)

એન્જિનમાં મુખ્યત્વે બે પ્રકારના બેલેન્સ હોય છે:

1. Power Balance (પાવર બેલેન્સ) ⚡
2. Mechanical Balance (મિકેનિકલ બેલેન્સ) 🔧

1. Power Balance (પાવર બેલેન્સ)

જ્યારે એન્જિનના Power Impulses, Crankshaft ના રોટેશન સાથે ચોક્કસ અને નિયમિત અંતરે (Regular Intervals) ઉત્પન્ન થાય અને દરેક પાવર ઇમ્પલ્સ સમાન બળ (Same Force) લગાવે, ત્યારે તેને Power Balance કહેવામાં આવે છે. આનાથી એન્જિનમાં પાવરની ડિલિવરી એકસરખી રહે છે.

2. Mechanical Balance (મિકેનિકલ બેલેન્સ)

એન્જિનના માઉન્ટિંગ પાર્ટ્સ જેવા કે Crankshaft, Connecting Rod અને Pistons જ્યારે reciprocating motion (ઉપર-નીચેની ગતિ) માં ફરે છે, ત્યારે તેને બેલેન્સ કરવું જરૂરી છે.

• Crankshaft ના Counter Weights ઓપરેશન દરમિયાન એન્જિનના વાઇબ્રેશનને મિકેનિકલી ઘટાડે છે.
• એન્જિનના ફરતા ભાગોને Static (સ્થિર) અને Dynamic (ગતિશીલ) બેલેન્સમાં લાવીને તેમને બેલેન્સ કરી શકાય છે.

---

🛡️ Inertia Forces અને Vibration (જડત્વ બળ અને ધ્રુજારી)

એન્જિનના મુખ્ય ફરતા ભાગોને Crankshaft Counter Weight અને Flywheel દ્વારા બેલેન્સ કરવામાં આવે છે.

• Primary Inertia Force: પિસ્ટન અને કનેક્ટિંગ રોડ દ્વારા ક્રૅન્કશાફ્ટ પર જે આંચકા (Shocks) લાગે છે, તેને Primary Inertia Force કહેવામાં આવે છે.
• Secondary Inertia Force: કનેક્ટિંગ રોડની કોણીયતા (Angularity) ને કારણે જે સેકન્ડરી વાઇબ્રેશન ઉત્પન્ન થાય છે, તેને Secondary Inertia Force કહેવાય છે.
• 💡 Tip: Crankshaft અને Flywheel નું ચોક્કસ Static અને Dynamic બેલેન્સ એન્જિનના વાઇબ્રેશનને ઘટાડવા માટે અનિવાર્ય છે.

---

🔥 Firing Order (ફાયરિંગ ઓર્ડર)

વ્યાખ્યા: એન્જિનમાં પાવર ઇમ્પલ્સ (Power Impulses) કયા ક્રમમાં થાય છે, તેને Firing Order કહેવામાં આવે છે. 🏎️

• ઉદ્દેશ્ય: એન્જિનના શ્રેષ્ઠ પરફોર્મન્સ (Best Engine Performance) માટે ડિઝાઈન મુજબ એ નક્કી કરવામાં આવે છે કે કયો સિલિન્ડર ક્યારે પાવર સ્ટ્રોક ડિલિવર કરશે.
• નિયમ: Inline Engine માં જે સિલિન્ડર Radiator ની સૌથી નજીક હોય છે, તેને નંબર 1 (No. 1 Cylinder) તરીકે ગણવામાં આવે છે.

📊 વિવિધ એન્જિનના Firing Order ની યાદી:

Table: Engine Types and Firing Orders (એન્જિનનો પ્રકાર અને ફાયરિંગ ઓર્ડર)

---

✅ નિષ્કર્ષ (Conclusion)

એન્જિનની આયુષ્ય વધારવા અને સ્મૂધ ડ્રાઈવિંગ અનુભવ માટે Static & Dynamic Balancing તેમજ સાચો Firing Order જાળવવો ખૂબ જ મહત્વનો છે. આનાથી એન્જિનના અવાજ અને ધ્રુજારીમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે.

---

🔍 Words:

• Primary Keyword: Engine Balancing and Firing Order in Gujarati
• Secondary Keywords: ITI Mechanic Diesel Theory Gujarati, Types of Engine Balance, What is Firing Order, 4 Cylinder Firing Order, Primary and Secondary Inertia Force, NIMI Diesel Mechanic Notes.
• Tags: #MechanicDiesel #Automotive #EngineBalancing #FiringOrder #ITI #GujaratiLanguage #TechnicalEducation #NIMI #DieselEngine

---

Course: Automotive : Mechanic Diesel (NSQF – Revised 2022) Related Theory for Exercise: 1.8.58-62

---

🔑 Keywords:

તમારા બ્લોગના રેન્કિંગ માટે નીચેના કીવર્ડ્સનો ઉપયોગ કરો:

• Crankshaft balancing in Gujarati
• Engine Firing Order explanation
• Automobile Engineering Lesson Gujarati
• Internal Combustion Engine Vibrations
• Crankshaft maintenance tips
• Types of Engine Balancing

---

💡 Instructor Note (શિક્ષક માટે નોંધ):

વિદ્યાર્થીઓને સમજાવો કે જો Crankshaft પ્રોપરલી બેલેન્સ ન હોય, તો એન્જિનના બેરિંગ્સ જલ્દી ઘસાઈ જાય છે અને એન્જિનનો અવાજ વધી જાય છે. આ લેસનનો મુખ્ય હેતુ એન્જિનની લાઈફ વધારવા માટે બેલેન્સિંગ કેમ જરૂરી છે તે સમજાવવાનો છે. 👨‍🏫📖

🗝️ Keywords:

તમારી વેબસાઈટના રેન્કિંગ માટે નીચેના કીવર્ડ્સનો ઉપયોગ કરો:

• Types of Bearings in Gujarati
• Automobile Bearings explanation
• What is Bush Bearing and Ball Bearing
• Function of Bearings in Hindi-Gujarati
• Mechanical Engineering Bearings Lesson
• Bearings technical study for ITI students

---

📝 Description:

“આ લેખમાં ઓટોમોબાઈલ અને મિકેનિકલ ક્ષેત્રે વપરાતા વિવિધ Bearings જેવા કે Ball Bearing, Bush Bearing અને Roller Bearing ના કાર્યો અને ઉપયોગો વિશે ગુજરાતી અને અંગ્રેજી મિશ્રિત ભાષામાં સરળ સમજૂતી આપવામાં આવી છે. ITI અને એન્જિનિયરિંગના વિદ્યાર્થીઓ માટે આ એક સંપૂર્ણ માર્ગદર્શિકા છે.”

---

Instructor Note: વિદ્યાર્થીઓને બેરિંગના વાસ્તવિક નમૂના (Physical Samples) બતાવીને સમજાવવાથી તેઓ લોડ અને ફ્રિક્શનનો તફાવત વધુ સારી રીતે સમજી શકશે. 👨‍🏫🧤

---

🌐 Keywords:

તમારા બ્લોગ કે વેબસાઇટ પર આ કીવર્ડ્સનો ઉપયોગ કરો જેથી સર્ચ એન્જિનમાં તે ઉપર આવે: Thrust Bearings in Gujarati, What is Thrust Bearing, Crankshaft end thrust, Engine Bearing function, Mechanical Engineering notes in Gujarati, Automobile Engineering Gujarati lesson, Oil notches in bearings, Thrust washers use.

---

Instructor Note: વિદ્યાર્થીઓને Fig 5 માં દર્શાવેલ (1) અને (2) નંબરના પોઈન્ટ્સ ખાસ બતાવવા, જેથી તેઓ Thrust faces અને Oil notches વચ્ચેનો તફાવત સમજી શકે. 👨‍🏫 પદ્ધતિસરનું લુબ્રિકેશન એ Thrust Bearing ના લાંબા આયુષ્ય માટે ખૂબ જરૂરી છે.

---

🔍 Keywords:

• Crankshaft Function in Gujarati
• Diesel Engine Crankshaft Construction
• Mechanic Diesel Theory Gujarati
• Crankshaft Materials and Heat Treatment
• Types of Crankshaft Bearings
• Induction Hardening of Crankshaft
• Automotive Engineering Lessons Gujarati
• Diesel Engine Components Explained

📍 Keywords:

Engine Bearings Explained, Types of Bearings in Gujarati, Mechanic Diesel Theory, Ball Bearings vs Roller Bearings, Engine Bearing Materials, Bearing Spread and Crush, Automotive Engineering Gujarati, Shell Bearings Function.

---

Instructor Note: 👨‍🏫 વિદ્યાર્થીઓને Crankshaft નો ડાયાગ્રામ (Fig 1) બતાવીને દરેક ભાગ જેવા કે Crank pin, Main journal અને Balancing weight ને ઓળખવા માટે પ્રોત્સાહિત કરો. તેમને સમજાવો કે શા માટે Heat treatment એન્જિનના લાંબા આયુષ્ય માટે જરૂરી છે.